引用本文:
朱望纯,康博,李恩,等. 基于WR-PTP的亚纳秒时间同步技术研究与实现[J]. 光通信技术,2020,44(12):6-10.
朱望纯1,康 博1,李 恩2,钟震林2
(1.桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004;2.中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:电信级地面授时主要采用IEEE 1588v2协议,该协议在4G阶段尚可达到要求,但不能满足5G通信中某些应用的需求。为了进一步提高精度,采用基于白兔精确时间协议(WR-PTP)的时间同步技术来实现亚纳秒级同步。深入研究WR-PTP技术特征后,基于WRPC-v4.2内核研制了具有长距离传输能力的WR-PTP时钟模块,通过校正传输链路的不对称性,在100 km远程点对点光纤链路进行实验,测得时间同步偏差为41.5 ps,时间同步精度为-9.5 ps。
关键词:白兔精确时间协议;时间同步;亚纳秒;IEEE 1588v2协议
中图分类号:TN929.1 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)12-0006-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.12.002
0 引言
随着5G通信、分布式测控、精细定位和雷达组网等应用对时间同步精度要求的不断提高,时间同步技术也正在逐步改进[1-3]。目前,普遍应用的高精度授时技术有天基授时和地基授时,天基授时有卫星双向对比授时和全球定位系统共视,地基授时有专用授时技术和基于以太网的IEEE 1588v2协议等[4-6],即精确时间协议(PTPv2)。
由于天基授时系统中存在轨道波动、大气层温湿波动以及安全因素,在许多通信系统中会用地基授时作为其备份和替代,而专用的高精度地基授时系统兼容性和组网能力差且成本控制存在劣势,因此目前电信级地面授时主要采用PTPv2。该协议采用交换时间戳的方法测算传输时延,时间戳精度受限于硬件时钟分辨率,虽然精度可以达到亚微秒级,在4G阶段尚可完成时间同步需求,但5G基站精细定位等新技术精度要求在±10 ns左右,PTPv2已经无法满足需求[10-11]。
为了弥补上述同步技术的不足之处,本文研究基于白兔精确时间协议(WR-PTP)的亚纳秒级时间同步技术[12-16],以应对5G阶段的某些超高精度同步需求。
4 结束语
本文研究分析了WR-PTP的技术特征,基于开源WR内核WPRC-v4.2,采用FPGA和极少的外围电路研制了具有长距离授时能力的WR-PTP节点时钟模块,通过点对点连接测定光纤波长不对称系数α之后,搭建100 km光纤时间同步系统,验证了其长距离同步性能。WR-PTP技术的发展同时专注于网络化、标准化,基于以太网技术,在保证亚纳秒同步精度的同时兼容数据交换和传输的技术具有较好的成本优势。